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正脉冲对HiPIMS沉积硬质DLC涂层的影响
摘要： 采用一种新型HiPIMS方法沉积类金刚石碳（DLC）涂层，该方法在传统HiPIMS放电结束时施加正电压脉冲。通过使用不同正电压幅值（100、200、300、400和500 V）评估该操作模式对放电过程及沉积DLC涂层力学性能的影响。研究发现，施加正脉冲能增强溅射碳和氩物种的电离程度。质谱测量显示产生了更多高能C+离子，其离子能量与过冲电压幅值成正比。正脉冲诱导的离子轰击使沉积DLC涂层具有更高的压应力并更致密。此外，随着脉冲电压升高，其拉曼光谱显示出更低的D带与G带强度比（ID/IG），表明sp3键含量更高。通过纳米压痕测试评估力学性能，发现沉积DLC薄膜硬度从无电压脉冲时的9.6 GPa提升至施加500 V正脉冲电压时的22.5 GPa。
关键词： 高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）、硬质涂层、类金刚石碳（DLC）、摩擦学
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用飞秒激光对类金刚石碳涂层复制母模进行亚微米结构化/纹理化处理
摘要： 类金刚石碳（DLC）涂层具有极具吸引力的力学和摩擦学性能，即高硬度、低摩擦系数和高耐磨性。因此，DLC常被用作注塑模具的固体润滑剂。采用飞秒激光等超短脉冲激光对DLC进行加工，可在微米和亚微米尺度实现，具体通过产生激光诱导周期性表面结构（LIPSS）。本研究探究了激光结构化/织构化对DLC性能的影响。首先优化激光加工参数，在不损伤薄DLC膜的前提下制备均匀LIPSS，随后研究织构化DLC涂层基材的性能。结果表明处理后表面的摩擦学性能保持不变，但结构化/织构化DLC层的硬度显著降低。虽然掠入射X射线衍射（GAXRD）和拉曼光谱未显示激光辐照后DLC涂层出现明显晶化，但分析表明飞秒激光加工导致表面形成了薄层石墨化结构。
关键词： 激光微加工，飞秒激光，激光诱导周期性表面结构（LIPSS），类金刚石碳（DLC）
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过全激光沉积与退火工艺合成的纯碳导电透明电极
摘要： 光电器件和光伏器件面临的最大挑战之一，是需要为氧化铟锡（ITO）等透明导电氧化物（TCO）提供可靠的替代方案。我们最近发表了一项研究，提出了一种仅基于碳材料制备透明导电电极的方法。首先，我们采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备高性能类金刚石碳（DLC）薄膜。这类薄膜具有与金刚石相似的优异特性，例如在可见光范围内具有高透光率、化学惰性和生物相容性。此外，DLC是完美的电绝缘体，在紫外（UV）波段呈现较高不透明度。这一特性为第二步在DLC表面实施紫外激光退火提供了重要基础——通过破坏表面原有的金刚石键合（sp3杂化），促使原子重新排列形成石墨键合（sp2杂化）。实验证明，原子级石墨键合的增加能显著提升表面导电性。在优化退火参数后，其表面导电率可达ITO相当水平。研究同时表明，激光处理仅轻微影响DLC的透光性。更重要的是，这种全激光加工工艺与标准微电子制造流程完全兼容。
关键词： 类金刚石碳（DLC）、石墨化、脉冲激光沉积（PLD）、透明电极、激光表面退火
更新于2025-09-12 10:27:22